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關(guān)鍵詞：銅陵市 重金屬污染 研究進展
中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0137-03
隨著我國工業(yè)化的不斷加速，開發(fā)利用的重金屬種類、數(shù)量和方式越來越多，涉及重金屬的行業(yè)越來越多，再加上一些污染企業(yè)的違法開采、超標排污等問題突出，使重金屬污染呈蔓延趨勢，污染事件出現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢，表現(xiàn)出長期積累和近期集中爆發(fā)、歷史遺留問題和新出現(xiàn)問題相交織的特點[1]。2011年2月，國務(wù)院批復(fù)了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》。體現(xiàn)了我國對重金屬污染防治的高度重視。
銅陵市是一個有著三千多年開采歷史的極具特色的有色多金屬礦區(qū)，是我國重要的有色金屬工業(yè)基地，有著悠久的采冶銅歷史[2]。目前已形成以采、選、煉、加工為一體的“銅”產(chǎn)業(yè)鏈，對推動銅陵地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了巨大作用.但也帶來了一系列的重金屬環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題，對公眾身體健康構(gòu)成了潛在或現(xiàn)實的危害。銅陵縣、銅官山區(qū)是國家60個重金屬砷控制區(qū)之一，46家企業(yè)被列為環(huán)保部重點監(jiān)控企業(yè)，重金屬污染防治任務(wù)十分艱巨[3]。
1 銅陵重金屬污染研究分布
目前有關(guān)銅陵重金屬污染的研究，主要集中在礦區(qū)土壤、尾礦庫、水及水體沉積物污染、大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵和潛在生態(tài)風(fēng)險的評估。
1.1 礦區(qū)土壤
土壤中的重金屬，在自然情況下，主要來源于成土母巖和殘落的生物物質(zhì)。但是近代以來，工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，人類活動加劇了土壤重金屬的污染，污染程度越來越重，范圍越來越廣。胡圓圓等[4]對銅陵銅官山銅礦區(qū)土壤重金屬含量進行了研究。研究結(jié)果表明，銅官山銅礦區(qū)土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于銅陵市土壤背景值，土壤已受Cu、Zn、As重污染，受Hg輕污染。
楊西飛[5]運用Matlab軟件模糊推理系統(tǒng)（FIS）對銅陵礦區(qū)農(nóng)田表層土壤重金屬污染進行了評價，發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)農(nóng)田表層土壤普遍受到了重金屬不同程度的污染，其中Cd污染最嚴重，其次是Cu，其它各元素依次為Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表層明顯富集，各元素總量在不同深度均明顯高于土壤自然背景值，Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈遞減趨勢，且在橫向上主要以洋河、順安河和新橋河為中心向四周遞減。不同形態(tài)重金屬在總量中的百分含量隨深度變化明顯不同。
王嘉[6]對銅陵的兩個礦區(qū)（獅子山區(qū)朝山金礦主井和銅陵縣順安鎮(zhèn)新橋礦業(yè)公司主井）土壤重金屬污染問題進行了較詳細的研究，運用內(nèi)梅羅指數(shù)法和地質(zhì)累積指數(shù)法對研究區(qū)進行了現(xiàn)狀評價，研究表明，As和Cd為嚴重超標污染物；As的致癌風(fēng)險和非致癌風(fēng)險都大，Cr的致癌風(fēng)險最大；Cd、Hg、As對生態(tài)危害的潛在風(fēng)險很大；所研究的兩礦區(qū)均存在很高的致癌風(fēng)險和生態(tài)風(fēng)險，朝山金礦區(qū)相對更高些。
白曉宇等[7]運用地統(tǒng)計學(xué)分析手段對銅陵礦區(qū)土壤中若干重金屬元素進行空間變異分析及空間插值和污染分析，結(jié)果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的變異函數(shù)表現(xiàn)為各向異性，其方向性可能主要受礦床分布控制；Hg元素因受小尺度因子影響較大而呈現(xiàn)塊金效應(yīng)較大。As元素污染的主要是由于銅礦、鉛鋅礦、褐鐵礦礦床及其開發(fā)；Cd元素的污染與鉛鋅礦床及其開發(fā)，以及農(nóng)業(yè)污灌有關(guān)；Pb、Zn元素的污染與鉛鋅礦床及其開發(fā)密切相關(guān)。
1.2 尾礦庫
銅陵市是安徽省境內(nèi)重要的銅生產(chǎn)基地。在銅礦生產(chǎn)的同時，產(chǎn)出了大量尾礦堆存于附近的尾砂庫中。尾礦庫多建于山間谷地、河流上游地區(qū)，其下游是經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)發(fā)達地區(qū)。近幾年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市的擴容，部分郊區(qū)的尾礦庫已經(jīng)進入市區(qū)，尾礦庫的環(huán)境效應(yīng)及其安全性令人關(guān)注。徐曉春等[8]對安徽銅陵林沖尾礦庫復(fù)墾土壤采樣檢測的結(jié)果表明復(fù)墾土壤中Cu的污染極其嚴重，As、Zn、Pb的污染較輕。徐曉春[9]還對銅陵鳳凰山礦林沖尾礦庫中重金屬元素的空間分布特征及相關(guān)土壤、水系沉積物和植物中重金屬元素含量變化進行了研究，發(fā)現(xiàn)長期堆存的尾礦會發(fā)生元素的次生淋濾與富集。
惠勇[10]等對銅陵市鳳凰山尾礦庫三個不同鳳丹種植地進行了研究，結(jié)果表明，尾礦土壤中的Cu、Zn、Cd含量均較高，其中Cu、Cd的含量分別是國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。礦區(qū)近年來種植的作物對重金屬的吸收富集作用不明顯。
王少華[11]等采集了銅陵市楊山?jīng)_尾礦庫、尾礦庫周邊及較遠距離土壤、水、植物樣品，測定了其中的重金屬含量，發(fā)現(xiàn)所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As，Hg，Cu，Zn和Pb等元素的富集現(xiàn)象，且不同元素之間的富集程度也有所差異；重金屬元素含量隨著遠離尾礦庫，有逐漸遞減的趨勢。周元祥[12]等對楊山?jīng)_尾礦庫尾砂重金屬元素的遷移規(guī)律進行了研究，發(fā)現(xiàn)在自然風(fēng)化條件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋濾遷移速度相對較快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深處會發(fā)生二次富集；風(fēng)化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以殘渣態(tài)為主要賦存形式，其次為鐵錳氧化態(tài)，其中Zn和Cd以鐵錳氧化態(tài)含量在表層最高。
1.3 水及水體沉積物
水體及沉積物因其獨特的環(huán)境特點，往往會成為重金屬元素的“源”和“匯”，學(xué)者們也因此對其進行了眾多研究。張敏[13]等通過測定長江銅陵段枯、豐水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形態(tài)的含量，分析了四種金屬在江水中的存在形態(tài)分布，不同水期含量變化，水中懸浮物對金屬吸附能力大小，以及近20年來含量的變化情況。發(fā)現(xiàn)長江銅陵段江水中各重金屬總量豐水期時大于枯水期，重金屬各形態(tài)含量之間均有差異。與近20年江水中的重金屬背景值比較，長江銅陵段重金屬含量有普遍升高的趨勢。
徐曉春[14]等對相思河的重金屬污染情況進行了調(diào)查和研究，采用潛在危害指數(shù)法對沉積物中重金屬進行了評價。研究表明，相思河中下游受到的重金屬污染明顯比上游嚴重，Cu和Cd的富集系數(shù)和生態(tài)危害高。
李如忠[15]等對惠溪河濱岸帶土壤重金屬形態(tài)分布及風(fēng)險評估進行了研究，研究表明，惠溪河濱岸帶土壤中Cd和As達到極高風(fēng)險等級，Cu為中等風(fēng)險等級；根據(jù)綜合污染及潛在生態(tài)風(fēng)險貢獻率水平，初步判定As和Cd為惠溪河濱岸土壤重金屬污染治理和修復(fù)的優(yōu)先控制對象。
王嵐[16]等對長江水系表層沉積物重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險性評價的研究中表明，安徽順安河位點為極強生態(tài)危害范疇。
葉宏萌[17]對銅陵礦區(qū)的新橋至順安河沉積物中五種重金屬的全量和形態(tài)進行了研究，并結(jié)合環(huán)境條件分析了它們的橫向和縱向遷移變化特征，研究表明該區(qū)域沉積物重金屬中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆遠超長江下游沉積物背景值，其中以Cu和Cd最顯著。對重金屬橫向遷移分析發(fā)現(xiàn)，礦山重金屬會隨著沉積物的距離增加而顯著降低，新橋河沉積物的遷移變化顯著高于順安河沉積物。在遷移過程中，Cu、Zn、Cr殘渣態(tài)逐步增加，毒性減弱，Pb、Cd的活性態(tài)比例增大。重金屬的縱向遷移分析結(jié)果表明，離礦山的位置遠近對沉積柱金屬的總量和形態(tài)起決定作用，礦區(qū)下游河流沉積物既受尾礦的影響，也受河流流域物質(zhì)本身的影響。
1.4 大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵
隨著城市化進程的加快，而帶來的交通污染以及其他方面的污染使得大氣環(huán)境質(zhì)量越來越差，大氣環(huán)境污染問題越來越引起人們的注意。李如忠[18]利用美國國家環(huán)保局（US EPA）推薦的健康風(fēng)險評價模型對銅陵市區(qū)表土與灰塵重金屬污染健康風(fēng)險進行了研究。研究表明，銅陵城區(qū)土壤和地表灰塵已遭受較為嚴重的重金屬污染；不同功能用地的致癌風(fēng)險均顯著超過US EPA推薦的可接受風(fēng)險閾值范圍和國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受風(fēng)險值；銅陵市表土與地表灰塵已對公眾身體健康構(gòu)成危害；其中主導(dǎo)致癌與非致癌風(fēng)險效應(yīng)的主要污染因子是As，主要暴露途徑是手-口攝入途徑。
吳開明[19]用蘚袋法對銅陵市大氣重金屬污染進行了研究，發(fā)現(xiàn)銅陵市Cu污染最嚴重，有色金屬冶煉工業(yè)是銅陵市最主要的污染源，交通運輸對大氣重金屬污染也日趨嚴重。
殷漢琴[20]對銅陵市大氣降塵中銅元素的污染特征進行了研究，采用富集因子法定性地判斷各采樣點銅元素的來源，研究表明，銅陵市大氣降塵中銅元素污染嚴重并且形成了以銅開采和冶煉企業(yè)為中心的污染區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)銅礦石的開采和冶煉對大氣降塵中的銅元素污染貢獻較大， 是主要的污染源。
2 重金屬污染修復(fù)技術(shù)與控制措施研究
重金屬在土壤、水體、大氣、生物體中廣泛分布。由于大氣和生物體中重金屬的特殊性及其主要直接或間接來源于土壤和水體，所以對于重金屬的污染修復(fù)技術(shù)主要集中在對土壤和水體中的重金屬污染進行修復(fù)。
重金屬在土壤中不易隨水淋溶，不能被微生物分解，具有明顯的生物富集作用且土壤污染具有較長潛伏期；由于土壤、污染物及地域的復(fù)雜性，土壤一旦受到污染，其治理不僅見效慢、費用高，而且受到多種因素的制約。目前，治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種：（1）改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)、使其固定，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性；（2）從土壤中去除重金屬[21]。圍繞這兩種途徑展開的土壤重金屬治理措施有物理及物化措施、化學(xué)措施、農(nóng)業(yè)生態(tài)措施、生物修復(fù)等[21～23]。
王華等[24]對我國底泥重金屬污染防治研究做了相應(yīng)綜述，提出目前我國底泥重金屬污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化學(xué)治理方法。
重金屬污染物進入水生生態(tài)系統(tǒng)后對水生植物和動物均產(chǎn)生影響，并通過食物鏈發(fā)生富集，引起人體病變，危害人類。目前水體重金屬污染治理修復(fù)方法主要有物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)方法、集成技術(shù)、生物方法等[25]。
為控制銅陵市重金屬污染、提高環(huán)境質(zhì)量，銅陵市環(huán)保局組織編制了《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，該規(guī)劃以國家《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》為指導(dǎo)，落實源頭預(yù)防、過程阻斷、清潔生產(chǎn)、末端治理的全過程綜合防治理念，提出了一系列重金屬污染防治措施，以求能遏制重金屬污染趨勢，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，保護人民身體健康和環(huán)境權(quán)益。
3 結(jié)語
對銅陵市重金屬污染研究情況進行了介紹，對重金屬污染防治措施與修復(fù)技術(shù)經(jīng)行了總結(jié)。根據(jù)目前研究結(jié)果表明，銅陵市重金屬污染已比較嚴重。Cd、As、Cu和Pb為主要的污染元素，Hg雖然含量較低，但因為其毒性較大，亦當引起足夠的重視。礦石的開采和冶煉以及尾礦的堆積成為銅陵市重金屬污染的主要來源，所以首先應(yīng)控制源頭，治理礦石的開采和冶煉，清理尾礦的堆積。由于植被等生物體對重金屬具有良好的吸附阻攔作用，可在采礦廠四周設(shè)置重金屬吸收強防護帶，阻止污染向更遠擴散。對于已經(jīng)受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化學(xué)方法去除。
健全重金屬污染防治法律體系、做好污染綜合防治規(guī)劃和強化行政管理是防治重金屬污染的重要管理手段?！躲~陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》的提出對銅陵市重金屬污染防治具有重要的指導(dǎo)和實踐意義。健全重金屬污染防治法律體系，實施清潔生產(chǎn)，監(jiān)督實施環(huán)境影響評價驗收工作，開發(fā)研究重金屬污染防治技術(shù)等是目前重金屬污染防治的重要任務(wù)。
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關(guān)鍵詞：土壤；重金屬；污染；現(xiàn)狀；修復(fù)
中圖分類號：TE991.3 文獻標識碼：A
比重大于4或5的金屬為重金屬，如鐵、錳、銅、鋅、鈷、鎳、鈦、鉬、汞、鉛、鎘、砷等。鐵、錳、銅、鋅等重金屬是生命活動所需要的微量元素，汞、鉛、鎘、砷等并非生命活動所必需，而且所有重金屬含量超過一定濃度時對人體有毒有害。
重金屬污染，指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。土壤重金屬來源廣泛，包括采礦、冶金、化工、金屬加工、廢電池處理、電子制革和塑料等工業(yè)排放的三廢及汽車尾氣排放，農(nóng)藥和化肥的施用等。如，鎘大米，重金屬鎘毒性很大，可在人體內(nèi)積蓄，主要積蓄在腎臟，引起泌尿系統(tǒng)的功能變化。農(nóng)灌水中含鎘0.007mg/L時，即可造成污染。
1 土壤污染現(xiàn)狀
土壤是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是不可再生的自然資源。而污染企業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)中肥料的大量投入，經(jīng)濟效益提高的同時，環(huán)境的污染也日趨嚴重，使得重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，而土壤往往是重金屬的儲存庫和最后的歸宿。當環(huán)境變化時，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成污染。重金屬不能被生物降解，但具有生物累積性，重金屬可以通過食物鏈不斷富集，殘留在一些初級農(nóng)產(chǎn)品中，傳遞進入人體內(nèi)，對人類健康產(chǎn)生嚴重危害。
中國目前有耕地1.35億多hm2，但優(yōu)質(zhì)耕地數(shù)量不斷減少，近期的第二次全國土地調(diào)查結(jié)果顯示，中重度污染耕地超過300萬hm2，而每年因土壤污染致糧食減產(chǎn)100億kg。中國中央農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組副組長陳錫文介紹說，今后受重金屬污染的耕地將退出食用農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，啟動重金屬污染耕地修復(fù)試點。
2 控制與消除土壤污染源
在“十二五”規(guī)劃中，把重金屬污染的防治列為重要工作，要求到2015年，重點區(qū)域鉛、汞、鉻、鎘和類金屬砷等重金屬污染物的排放，比2007年削減15%，非重點區(qū)域的重點重金屬污染排放量不超過2007年的水平。
控制土壤污染源，即控制進入土壤中的污染物的數(shù)量與速度，通過其自然凈化作用而不致引起土壤污染，加強土壤污灌區(qū)的監(jiān)測與管理，合理施用化肥與農(nóng)藥，增加土壤容量與提高土壤凈化能力，建立監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，定期對轄區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量進行檢查。
3 注重農(nóng)業(yè)資源永續(xù)利用
我國土壤重金屬污染已經(jīng)達到相當嚴重的程度，要充分認識重金屬污染的長期性、隱匿性、不可逆性以及不能完全被分解和消逝的特點，從思想上重視了解重金屬對人類及環(huán)境造成的危害，提高環(huán)境保護意識，建立農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展長效機制，逐步讓過度開發(fā)的農(nóng)業(yè)資源休養(yǎng)生息，促進生態(tài)友好型農(nóng)業(yè)發(fā)展，加大生態(tài)保護建設(shè)力度，是為子孫后代留下生存發(fā)展空間的重大戰(zhàn)略決策。
4 修復(fù)措施
土壤修復(fù)即通過科技創(chuàng)新來恢復(fù)土壤的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力和生態(tài)環(huán)境緩沖調(diào)控能力。重金屬對土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，土壤一旦發(fā)生污染，短時間內(nèi)很難修復(fù)，相比水、大氣、固體廢棄物等環(huán)境污染治理，土壤污染是最難解決的，土壤重金屬污染問題日益受到人們的關(guān)注。有關(guān)專家認為，已受污染土壤沒有治理價值，對那些污染嚴重、生態(tài)脆弱、資源環(huán)境壓力大的耕地，該改種的就改種，該治理的就治理，該退耕的就退耕。目前，土壤修復(fù)技術(shù)歸納起來有熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)、熱解吸修復(fù)技術(shù)、焚燒法、土地填埋法、化學(xué)淋洗、堆肥法、生物修復(fù)等多種，目前研究較多的生物修復(fù)法，包括植物修復(fù)法和動物修復(fù)法。
4.1 植物修復(fù)法
植物修復(fù)法是利用重金屬積累將土壤中的重金屬富集于植物體內(nèi)，然后通過收割植物從土壤清除出去，植物修復(fù)法應(yīng)用比較普遍和簡便，成本較低，不改變土壤性質(zhì)，種植的植物不僅美化環(huán)境還可以起到防風(fēng)固坡，防止土壤流失。但是，其治理效率較低，耗時長、污染程度不能超過修復(fù)植物的正常生長范圍，只適合中低濃度的污染耕地，而對于高濃度的污染耕地，植物修復(fù)法則需要漫長的時間并且效果難料，而且隨著植物離開土壤，還會產(chǎn)生二次污染危害。因此，植物修復(fù)技術(shù)只能作為一種污染治理輔助技術(shù)。
4.2 動物修復(fù)法
動物修復(fù)是通過土壤動物或者投放動物對土壤重金屬吸收、降解、轉(zhuǎn)移以去除重金屬或抑制其毒性，被認為是一種有效的生態(tài)恢復(fù)措施。動物修復(fù)的機理：生物體內(nèi)的金屬硫蛋白與重金屬結(jié)合形成低毒或無害的絡(luò)合物；生物的代謝物富含SH的多肽，能與重金屬螯合，從而改變其存在狀態(tài)；生物體內(nèi)存在的多種編碼金屬轉(zhuǎn)運蛋白能提高生物對金屬的抗性。
雖然土壤的修復(fù)技術(shù)很多，但沒有一種修復(fù)技術(shù)可以針對所有污染土壤。相似的污染狀況，不同的土壤性質(zhì)、不同的修復(fù)需求，也制約一些修復(fù)技術(shù)的使用。大多數(shù)修復(fù)技術(shù)對土壤或多或少帶來一些副作用。
5 小結(jié)
綜上所述，由于土壤重金屬來源廣泛、復(fù)雜，增加了對土壤重金屬治理和修復(fù)難度，嚴重制約了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，要更好地防治土壤重金屬污染，還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復(fù)技術(shù)，要大力宣傳加強全民環(huán)保意識，把環(huán)境污染程度降到最低，形成全社會都來重視土壤污染的良好環(huán)保氛圍，逐步改善土壤生態(tài)環(huán)境。目前，研發(fā)適用性廣、成本低、見效快、環(huán)保的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)是各國土壤重金屬生態(tài)修復(fù)的前沿問題，也是迫切需要解決的問題。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：城市土壤；重金屬污染；土壤環(huán)境
中圖分類號：X53 文獻標識碼：A
前言
因城市土壤吸收了工業(yè)污染源、燃煤污染源及交通污染源等釋放的重金屬，在一定程度上對人類的健康造成影響，且對地表水及地下水等水生生態(tài)系統(tǒng)造成污染，導(dǎo)致水質(zhì)系統(tǒng)紊亂，所以土壤重金屬污染問題在城市土壤研究中占據(jù)重要地位。目前，對城市土壤重金屬污染采取有效的管理及治理措施是必要的，避免土壤重金屬污染導(dǎo)致大氣和地下水質(zhì)量的進一步惡化及循環(huán)。
1 我國城市土壤重金屬污染危害分析
回顧性分析導(dǎo)致城市土壤出現(xiàn)重金屬污染問題，其“罪魁禍首”多是由于人類日常活動造成的，如不同工礦企業(yè)生產(chǎn)對土壤重金屬的額外輸入及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動影響下的土壤重金屬輸入、交通運輸對土壤重金屬污染的影響等。自然成土條件也會對土壤重金屬污染造成影響，如風(fēng)力與水力的自然物理、化學(xué)遷移過程等帶來的影響，又如成本母質(zhì)的風(fēng)化過程對土壤重金屬本底含量的改變[1]。目前，我國很多大城市的土壤仍舊面臨著鉛、貢及鎘等主要污染元素的繼續(xù)污染，例如，北京、上海、重慶、廣州等，土壤都受到不同程度的重金屬污染。隨著工業(yè)、城市污染的加劇以及農(nóng)業(yè)使用化學(xué)藥劑的增加，城市重金屬污染程度日益嚴重，有關(guān)研究統(tǒng)計，目前我國受鉛、鎘、砷及鉻等重金屬污染的耕地及城市環(huán)境面積共約2000萬hm2，占總耕面積的20%。隨著土壤重金屬污染面積的擴大，我國大量植物生長受到影響，植株葉片失綠，出現(xiàn)大小不等的棕色斑塊，同時，根部的顏色加深，導(dǎo)致根部發(fā)育不良，形成珊瑚狀根，阻礙植株生長，甚至死亡。此外，大量研究證實，土壤重金屬污染影響農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量，人類通過食用這些農(nóng)作物產(chǎn)品會對健康及生命造成一定威脅。例如，體內(nèi)重金屬鎘含量的增加會導(dǎo)致人類出現(xiàn)高血壓，從而引發(fā)心腦血管疾??；基于鉛屬于土壤污染中毒性極高的重金屬，臨床驗證一經(jīng)進入人體，將難以排出，從而影響身體健康，其能對人的腦細胞造成危害，尤其是處于孕期中的胎兒，其神經(jīng)系統(tǒng)受到影響，導(dǎo)致新生兒智力低下；再者，重金屬砷具有劇毒，人類長期接觸少量的砷，會導(dǎo)致身體慢性中毒，是皮膚癌產(chǎn)生的明確因素。
2 防治措施與發(fā)展展望
2.1 綜合措施的運用
應(yīng)對城市土壤重金屬污染問題采取必要的措施，現(xiàn)階段采用物理化學(xué)法結(jié)合生物修復(fù)法的綜合措施進行干預(yù)。顧名思義，物理化學(xué)法即是運用物理、化學(xué)的理論知識研究出治理土壤重金屬污染的有效方法。基于土壤重金屬污染前期，污染具有集中的特點，易采取的方法為電動化學(xué)法、物理固化法。通常采用物理化學(xué)法治理重金屬污染重且面積較小的土壤，過程中能體現(xiàn)物理化學(xué)法效果顯著且迅速的特點。例如，我國對城市園林土壤重金屬污染，采用物理化學(xué)法進行干預(yù)，減少了園林植株受損的數(shù)量。但對于重金屬污染面積過大的城市園林不易采用物理化學(xué)法，因土壤污染面積過大，致使人力與財力的投入量增加，且易破壞土壤結(jié)構(gòu)，從而降低土壤肥力。利用生物的新陳代謝活動降低土壤重金屬的濃度，使土壤的污染環(huán)境得到大部分或徹底恢復(fù)，這一過程稱為生物修復(fù)。實踐中，生物修復(fù)具有效果佳，無二次污染的優(yōu)點，且能降低投資費用，便于管理，利于操作[2]。隨著生物修復(fù)在治理污染問題中的技術(shù)運用逐漸推進，已納入土壤污染修復(fù)方法中的焦點行列。
2.2 發(fā)展趨勢
現(xiàn)階段，基于我國土壤重金屬污染治理法中的生物修復(fù)法尚處于初級階段，有待于提升其應(yīng)用價值。就我國領(lǐng)土擁有豐富的植被資源而言，為盡可能保護植被資源，應(yīng)盡快從植被中選取出能抵抗超量重金屬的植物，并從能抵抗超量重金屬的植物種類中選取相對應(yīng)的突變體，從而構(gòu)建起能抵抗超量重金屬的植物數(shù)據(jù)庫，并依次對數(shù)據(jù)庫中的植物進行生理及生化的研究。在研究中，采用先進信息技術(shù)GPS加強城市區(qū)域土壤重金屬鎘、鉛、砷及鉻等含量的空間變異與分布控制研究。同時，對土壤中復(fù)合重金屬污染中各元素間的作用與關(guān)系進行研究，從而不斷優(yōu)化物理化學(xué)法。
有關(guān)文獻表明，我國城市土壤重金屬污染治理在未來將會面向以下幾方面發(fā)展，其發(fā)展趨勢具有極大突破點。以我國各個城市土壤重金屬污染的數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立起綜合的城市土壤數(shù)據(jù)庫，以便于全面且徹底的開展城市土壤重金屬污染的調(diào)查，有關(guān)內(nèi)容包括：重金屬的種類、含量、分布地段及其來源；著手于我國各個城市土壤中污染物質(zhì)的含量研究，分析生物效應(yīng)以及人類健康風(fēng)險，從而為治理土壤污染問題奠定基礎(chǔ)；土壤重金屬污染涉及面較廣，除影響生物及人類健康之外，對土壤、水質(zhì)、空氣質(zhì)量及大自然整個生態(tài)系統(tǒng)都造成了不可避免的影響。因此，將這一課題納入研究中是必要的，未來將面向?qū)ν寥乐亟饘傥廴九c地表及地下水、空氣可吸入顆粒物含量與其性質(zhì)存在的關(guān)系進行研究[3]；不斷優(yōu)化判斷重金屬污染來源的相關(guān)技術(shù)；我國區(qū)域城市土壤重金屬污染研究主要依據(jù)的工具是可視化計算機軟件（GIS），利用其強大的空間分析功能與空間數(shù)據(jù)管理功能運用在判斷重金屬污染源及其分布地段的研究中，同時能對我國區(qū)域城市重金屬污染的風(fēng)險評估進行分析。
3 結(jié)語
綜上所述，對土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與水、土、氣、生等其他生態(tài)系統(tǒng)的友好關(guān)系進行維護是污染治理的前提。目前，我國土壤重金屬污染治理正處于上升階段，面向深化研究，勢必探討出更有成效的治理方法，使人們的生活及健康得到保障。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：土壤污染；重金屬；蔬菜基地
收稿日期：2011-05-20
基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（編號：40963001）資助
作者簡介：金聯(lián)平（1985―），男,安徽潁上人,碩士研究生,主要從事熱帶海島地表過程與環(huán)境評價的學(xué)習(xí)與研究。
中圖分類號：X852
文獻標識碼：A
文章編號：1674-9944（2011）06-0001-02
1 引言
重金屬是指密度4.0以上的約60種元素或密度在5.0以上的45 種元素。As 和Se是非金屬,但是它們的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似,所以將砷和硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)［1］。重金屬污染已成為全世界人們極為關(guān)注的焦點之一。隨著全球經(jīng)濟化的迅速發(fā)展,重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤,造成土壤嚴重污染。重金屬在土壤中的高富集直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量并使其品質(zhì)下降［2］，并可通過食物鏈危害人類的健康; 也可導(dǎo)致大氣和水環(huán)境質(zhì)量的進一步惡化; 即使重金屬富集程度不高,亦可能阻礙土壤中微生物群體的多樣性和活力,從而嚴重影響作為營養(yǎng)循環(huán)和持續(xù)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)的土壤的生物量和肥力［3］。蔬菜基地的健康發(fā)展關(guān)系著人們的飲食安全和我國蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金屬污染具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
2 蔬菜基地土壤重金屬污染物來源
土壤中重金屬元素的來源主要有兩種方式：自然因素來源,主要受成土母質(zhì)和成土過程對土壤重金屬含量的影響；受人為因素的影響,在各種人為因素中,則主要包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通等來源引起的土壤重金屬污染。
2.1 大氣降塵污染
大氣中的有害氣體主要是由工廠排出的有毒廢氣,因其成分復(fù)雜,遷移擴散污染面大,長期對土壤造成嚴重污染。工業(yè)廢氣的污染大致分為兩類，氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氫化合物等; 氣溶膠污染,如工業(yè)粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧、霧氣等液體粒子,它們通過沉降或降水進入土壤,造成污染［4］。公路、鐵路兩側(cè)農(nóng)田土壤中的重金屬污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染為主,它們來自于含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含Zn 粉塵等,汽油中添加的抗暴劑烷基鉛會隨著汽車尾氣污染公路兩側(cè)100m范圍內(nèi)的土壤［5］。
2.2 農(nóng)藥、化肥等農(nóng)用物資的不合理使用
農(nóng)藥能防治病、蟲、草害,如果使用得當,可保證作物的增產(chǎn),但它是一類危害性很大的土壤污染物,施用不當,會引起土壤污染。施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施,但不合理的使用,也會引起土壤污染［6］。長期大量使用氮肥,會破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié),生物學(xué)性質(zhì)惡化,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。
2.3 固體廢物對土壤的污染
工業(yè)廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如,各種農(nóng)用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用,如果管理、回收不善,大量殘膜碎片散落田間,會造成蔬菜基地“白色污染”。還有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入農(nóng)田,造成土壤重金屬污染,如磷鋼渣作為磷源施入農(nóng)田時,土壤中發(fā)現(xiàn)有Cr 的累積［7］。
2.4 污水灌溉和污泥施肥
污水中的重金屬隨著污水灌溉進入農(nóng)田后以不同的方式被土壤截留固定從而引起污染。污泥中含有大量的有機質(zhì)和N、P、K等營養(yǎng)元素,但同時也含有大量的重金屬,隨著大量的污泥進入農(nóng)田,農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高,導(dǎo)致農(nóng)作物中的重金屬殘留過多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金屬殘留的一個主要原因［8］。
3 蔬菜基地土壤重金屬污染的特點
3.1 潛伏性和滯后性
重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不能被微生物分解,具有明顯的生物富集作用,重金屬主要通過對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響來表現(xiàn)其危害。因此,土壤污染具有較長潛伏期。由于土壤、污染物及地域的復(fù)雜性,土壤一旦受到污染,其治理不僅見效慢、費用高,而且受到多種因素的制約［9］。
3.2 單向性和難治理性
進入土壤中的重金屬不能被微生物降解,易積累,所以一旦土壤被重金屬污染,很難恢復(fù)。某些被重金屬污染的土壤可能要100～200年時間才能夠恢復(fù),因此土壤的重金屬污染一旦發(fā)生通常很難治理,而且其治理成本較高、治理周期較長。
3.3 間接性和綜合性
土壤重金屬對人的危害主要是通過食物鏈或者滲濾進入地下水體實現(xiàn)的。在生態(tài)環(huán)境中,往往是多種重金屬污染同時發(fā)生,形成復(fù)合污染,且污染強度顯示出放大性［10］。
4 蔬菜基地土壤重金屬污染的危害
4.1 直接危害農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,造成經(jīng)濟損失
土壤重金屬污染物直接危害農(nóng)作物的正常生長和發(fā)育,導(dǎo)致產(chǎn)量下降,品質(zhì)降低［11］,造成經(jīng)濟損失。中國每年因重金屬污染導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)超過1 000萬t,被重金屬污染的糧食多達1 200萬t,合計經(jīng)濟損失至少200億元［12］。加入WTO之后,農(nóng)產(chǎn)品的重金屬超標問題對我國農(nóng)業(yè)沖擊更大。
4.2 威脅生態(tài)環(huán)境安全與人類的生存健康
土壤一旦被重金屬污染后,其危害性遠遠大于大氣和水體的污染。有研究表明,重金屬污染能明顯影響土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性細菌量,對土壤重金屬綜合污染指數(shù)的相關(guān)分析表明,在土壤綜合污染較輕的情況下,土壤微生物多樣性較高,隨著重金屬綜合污染指數(shù)的增加,微生物多樣性呈指數(shù)式迅速下降［13］。土壤重金屬污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金屬含量超標或接近臨界值,從而使重金屬通過食物鏈富集到動物和人體,最終危害人類健康［14］。
5 蔬菜基地土壤重金屬污染的治理
由于農(nóng)田土壤重金屬污染的特點,其治理應(yīng)立足于“防重于治”的基本方針［15］,堅持“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”。對未被污染的土壤采取預(yù)防措施,要控制或消除污染源；對已經(jīng)污染的土壤則要采取積極治理措施,將污染控制在最低限度。目前,大多數(shù)治理方法尚處于探索階段,治理方法各有利弊［16］。
5.1 控制污染源,減少污染的排放
控制污染源,即控制進入農(nóng)田土壤中的污染物的數(shù)量和速度,使其在土體中緩慢地自然降解,而不致迅速而大量地進入農(nóng)田,超過土壤的承受能力,引起土壤污染［17，18］。嚴格做好蔬菜基地的規(guī)劃,做到土壤的合理安全有效利用,按規(guī)劃的目標實施,防患于未然。合理使用化肥、農(nóng)藥,重視開發(fā)高效低毒低殘留的化肥、農(nóng)藥。
5.2 修復(fù)被重金屬污染的蔬菜基地土壤
修復(fù)措施主要包括客土、換土和深耕翻土等。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害,從而使農(nóng)產(chǎn)品達到食品衛(wèi)生標準［19］。對土壤重金屬污染嚴重的地段,依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復(fù),有時要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解決問題。另外開展植物修復(fù)技術(shù)的研究及培養(yǎng)抗性微生物等。其他治理技術(shù)見效較慢、成本較高、治理周期較長。
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【關(guān)鍵詞】重金屬；水污染；現(xiàn)狀；監(jiān)測進展
1前言
近年來，我國的經(jīng)濟得到了飛速的發(fā)展，但相應(yīng)的，以環(huán)境為代價所帶來的負面影響也日益突出，尤其是水體污染問題，嚴重威脅著人們的身體健康。眾所周知，水是生命之源，是人類賴以生存的最寶貴的自然資源，但是在人口急劇增長以及現(xiàn)代工業(yè)的影響下，我國的水資源呈現(xiàn)了短缺的現(xiàn)象，加上日益嚴重的水資源污染問題，尤其是極為突出的重金屬水污染，由此，加強對于水體的污染成為當前社會發(fā)展所面臨的重要問題。一般來說，重金屬是指原子質(zhì)量在63.5D200.6，密度大于4或是5g/cm3的金屬，其中硒和砷屬于非金屬結(jié)構(gòu)，但是由于其毒性及其他性質(zhì)與重金屬很像，因此也被稱為重金屬。當前，重金屬污染包括土壤污染、大氣污染和水體污染，但是土地污染的區(qū)域比較明顯，易于控制；雖然大氣污染和水體污染都具有較強的擴散性，而大氣污染的擴散范圍有限，因此也方便控制；由此，水體污染作為重金屬污染最嚴重和最難控制的區(qū)域，對環(huán)境和人體將會造成極其嚴重的影響。
2我國重金屬水污染的現(xiàn)狀
自上個世紀60年代起，國際上就出現(xiàn)了水體重金屬污染的問題，并開展了相關(guān)的研究。就我國來說，水體重金屬污染的研究開始于20世紀80年代，其中比較常見的重金屬包括汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等具有顯著毒性的重金屬，也包括毒性一般的銅、錫、鋅、鎳等，由于重金屬污染具有隱蔽性、持久性和污染嚴重等特點，嚴重破壞著生態(tài)的平衡。尤其是近幾年，我國的重金屬水體污染問題越來越嚴重，重金屬水污染事故頻發(fā)。就鎘污染來說，在2005年，廣東北江韶關(guān)段發(fā)生了嚴重的鎘超標事件；2006年，湘江湖南株洲段的鎘污染事故；以及湖南省瀏陽市在2009年發(fā)生了鎘污染事件。[2] 目前，重金屬污染物主要是通過工業(yè)污水和生活廢水未經(jīng)過適當?shù)奶幚砭拖蚝恿髦信欧潘鶎?dǎo)致的，并隨著水體的徑流、淤泥的適當以及大氣的沉降得到擴散，從而在水體中累積，危害著水中植物和生物的生長。最主要的是，由于重金屬不能夠微生物所降解，加上巨大的毒性，嚴重威脅著水生態(tài)系統(tǒng)以及人們的飲水安全。據(jù)國家環(huán)保部門的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在流經(jīng)我國的131條河流當中，嚴重污染的就有36條，還有21條被重度污染，38條處于中度污染。除此之外，在2010年，我國的突發(fā)環(huán)境事件次數(shù)為420起，其中因水體污染而引發(fā)的突發(fā)事件就高達135次，也就是說，平均每隔兩三天便會發(fā)生一起水體污染事件。面對嚴峻的水資源短缺問題，水污染成為“世界頭號殺手”，由此，加強重金屬水污染的治理和監(jiān)測，刻不容緩。
3當前重金屬水污染的監(jiān)測進展
當重金屬污染物進入水生態(tài)系統(tǒng)之后，會影響著水中動植物的存在，而且一旦人體引用，便會發(fā)生病變，嚴重危害人類的身體健康。當前，重金屬水污染受到了全世界政府的廣泛關(guān)注，為此而出臺了一些監(jiān)測政策，并不斷推進監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。
3.1重金屬水污染的監(jiān)測政策
從環(huán)境監(jiān)測的定義來說，其主要目的是為了及時、準確的獲得環(huán)境監(jiān)測的全面數(shù)據(jù)，通過分析環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀以及變化趨勢，準確的預(yù)警各種環(huán)境問題，并跟蹤污染源的變化，從而對污染事件及時做出反應(yīng)。目前，為了遏制重金屬水污染問題的發(fā)生，我國出臺了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》（以下稱為《規(guī)劃》），其中表明指出了五大重金屬污染重點防治行業(yè)，包括冶煉、采礦、鉛蓄電池、化學(xué)原料及其制、皮革以及其制品，并決定在這5年內(nèi)加大對于重金屬污染防治的投資。與此同時，在《規(guī)劃》中劃出了14 個重金屬污染綜合防治的重點省區(qū)和138個重點防治區(qū)域，要求到2015年，重點區(qū)域內(nèi)的重金屬污染物排放量要比2007年減少15%，非重點區(qū)域內(nèi)則不能夠超過2007年的重金屬污染物排放量。由此可見，國家對于重金屬污染的防治勢在必行。
3.2重金屬水污染監(jiān)測的技術(shù)進展
隨著市場需求的不斷變化，我國的重金屬水污染監(jiān)測技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化，并且逐步朝著規(guī)范化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，不斷滿足了污染治理的需求，具體表現(xiàn)如下：
3.2.1檢測技術(shù)的不斷進步
當前，面對日益復(fù)雜的水環(huán)境，在重金屬的污染檢測中出現(xiàn)了更多簡便、科學(xué)的方法。比如說，激光誘導(dǎo)擊穿光譜法具有較高的靈敏度，因此可以進行多元的檢測；新型的電化學(xué)傳感器通過運用陽極溶出伏安法來減少儀器的檢測限，而且還具有便于攜帶的特點，因此廣泛的應(yīng)用于野外的現(xiàn)場監(jiān)測中；此外，隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，酶抑制法、生物傳感器等諸多重金屬檢測方法也將在重金屬水污染中得到不同的應(yīng)用。
3.2.2自動化控制技術(shù)的成熟
由于重金屬的監(jiān)測比較復(fù)雜，而且對于樣品和試劑的定量要求比較高，因而對于地表水的重金屬分析十分困難。當前，為了更加精細、穩(wěn)定的進行重金屬污染分析，在重金屬的檢測中應(yīng)用了自動化控制技術(shù)，通過全自動的分析以及精確的計量，不僅能夠避免人類接觸有毒藥劑而帶來的傷害，還能夠提高計算的精確程度，從而使得分析結(jié)果更加的可靠。
3.2.3監(jiān)測方案的針對性
一般來說，重金屬的污染量是非常小的，尤其是在水體當中，容易受到其他微量元素的影響，從而導(dǎo)致監(jiān)測的數(shù)據(jù)不準確。此外，即使是同一種重金屬污染，也會因不同的水質(zhì)特性而產(chǎn)生不同的結(jié)果，因而在監(jiān)測過程中要采用有針對性的方案。比如說，為了排除鈣、鐵、鋅、銅對鉛、汞等重金屬監(jiān)測的影響，需要在檢測過程中進行預(yù)處理或是加入相應(yīng)的掩蔽劑，從而確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實、可靠性。[3]
4結(jié)束語
綜上所述，我國的重金屬水污染事故時常發(fā)生，嚴重影響著附近居民的身體健康，由此必須要加強對于重金屬水污染的治理和監(jiān)測。當前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的重金屬水污染監(jiān)測的技術(shù)有了很大的發(fā)展，其中檢測技術(shù)有了很大程度上的進步，自動化控制技術(shù)日趨成熟，以及監(jiān)測方案也更加有針對性，在不斷滿足重金屬水污染治理需求的同時，對于改善重金屬水污染方面發(fā)揮了不可替代的作用。
【參考文獻】
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